Pourquoi utiliser la ligne de commande?

Dans un environnement technologique où presque tout a une durée de vie utile de quelques années tout au plus, il est parfois important de se questionner sur les approches les plus durables. Dans le domaine du génie logiciel, seules quelques technologies passent à travers les décennies sans être profondément transformées. Le courriel, le protocole Internet et la culture des systèmes Unix. À travers cette présentation, je veux vous faire découvrir pourquoi il est toujours pertinent d'apprendre à utiliser la ligne de commande Unix à travers l'interface utilisateur la plus courante, GNU Bash.

Quelques références

  • (Raymond 2003) The Art of Unix Programming: Un livre classique sur la philosophie des systèmes Unix.
  • Unix Acronym List: Une liste des nombreux acronymes utilisés dans les systèmes Unix. Un petit traité d'étymologie de la culture Unix.

GNU Bash est fourni avec tous les systèmes qui suivent les normes POSIX, un standard établi en 1989 et dont Richard Stallman faisait partie du comité initial. Cette norme est apparue 19 ans après la création du premier système Unix par Kenneth Thompson, Dennis Ritchie et Brian Kernighan.

Référence:

Les pages "man"

Les pages man sont une forme de documentation standardisée et rigoureuse et qui sont distribuée avec la plupart des logiciels avec une interface en ligne de commande. On doit leur forme à Brian Kernighan. Beaucoup de logiciels permettent aussi d'obtenir de l'aide en insérant -h après la commande. Certains manuels man ont plusieurs milliers de pages.

Référence:

Une littérature imposante

Plusieurs centaines de livres sur la programmation en ligne de commandes avec Bash sont édités. De plus, d'innombrables tutoriels sont disponibles en ligne. Bash est la lingua franca des informaticiens depuis près de 40 ans.

Référence:

Une très grande communauté

Le site web Stack Overflow recense plus de 100000 questions et réponses sur Bash

Référence:

Les logiciels en ligne de commande ont une plus grande maturité que les logiciels avec interface graphique. Ils sont souvent plus anciens, et comme ils n'incluent pas la complexité de gérer l'interface graphique, davantage d'efforts sont mis dans le développement, la sécurité et le respect des normes telles que POSIX.

Les logiciels utilisés en ligne de commande, ainsi que le langage Bash, sont des outils communs à toutes les distributions GNU/Linux ainsi que les autres systèmes Unix qui suivent les normes POSIX. Ainsi, ce qui est appris sur un système peut être réutilisé tel quel. Une fois qu'on a appris les bases de la programmation avec Bash, on peut se débrouiller un peu partout.

#!/bin/bash
sudo aptitude moo
sudo apt-get moo
#!/bin/bash
cowsay "La ligne de commande c'est amusant"

Accès à distance avec SSH

Serveur Web

Comment exécuter un programme?

Les programmes en ligne de commande s'exécutent dans un émulateur de terminal, ou shell.

Une fois un émulateur de terminal chargé, on dispose d'un environnement d'exécution dans lequel nous pouvons entrer des commandes Bash ou le nom d'une application suivi d'arguments. Celui-ci inclus plusieurs variables d'environnement, dont une servira à identifier où se trouvent les programmes exécutables. C'est le PATH. Cette variable contient une liste de tous les répertoires, dans l'ordre, dans lequel nous voulons que Bash cherche les applications.

La commande which permet d'obtenir le chemin complet du programme qui sera exécuté lorsque son nom est entré à la ligne de commandes.

Par exemple, si on veut savoir quel interpréteur Python est appelé par défaut:

#!/bin/bash
which python

Shebang

Les symboles #! situé au début de la première ligne d'un script permettent d'identifier avec quel interpréteur nous désirons exécuter ce dernier. Par défaut, si nous appelons un programme depuis Bash avec la syntaxe ./programme, il sera exécuté avec GNU Bash.

Sur Linux, GNU Bash est l'interpréteur de commandes par défaut utilisé dans les émulateurs de terminaux, tels que Konsole ou Gnome Terminal.

  • Depuis Mac OS X Panther, l'émulateur de terminal par défaut est Bash
  • Depuis Windows 10, il est possible d'installer Bash via le sous-système Linux pour Windows.

Cygwin et Msys2

Cygwin et Msys2 permettent d'installer des environnements compatibles POSIX sur un système Windows. Par contre, contrairement à l'intégration présente dans Windows 10, il s'agit ici de logiciels qui ont été recompilés pour la plateforme Windows.

Cygwin est très complet, mais peut être difficile à installer et à utiliser. Msys2 est facile à utiliser et sera familier pour les utilisateurs de Arch Linux car il utilise le système de distribution de paquetages pacman

Référence:

Est-ce que GNU Bash est un vrai langage de programmation?

Oui, GNU Bash est un langage de programmation complet, qui permet de construire des programmes complexes ainsi que des logiciels. Cependant, il est concu pour écrire des scripts et non des applications.

Référence pour le langage GNU Bash:

Structure conditionnelle

Une structure conditionnelle permet de modifier l'exécution du programme selon une condition.

#!/bin/bash
if [condition]
  then
      commandes
  elif [condition]
  then
      commandes
  else
      commandes
  fi

Boucle

La boucle for permet d'effectuer un même groupe de commande pour toutes les valeurs d'une liste. Par exemple, si on veut effectuer un traitement sur une liste de fichiers

Une variable permet de garder une valeur produite par une application ou une fonction et de la réutiliser ultérieurement

On définit une variable comme suit:

VARIABLE=valeur

Ensuite, pour retrouver la valeur de la variable, on met un signe $ devant. Le programme echo affiche tout ce qui lui est passé comme argument à l'écran.

echo $VARIABLE

Si on désire limiter la portée d'une variable, on précède l'assignation du mot-clé local. Au contraire, si on désire garder la variable en dehors du programme qui l'a créée, on utilise le mot-clé export.

On peut aussi utiliser la sortie d'un programme à l'intérieur d'une chaîne de caractère en utilisant la syntaxe $(programme). Par exemple, si on veut utiliser la date courante pour nommer un fichier d'archive, on peut utiliser le programme suivant:

#!/bin/bash          
OF=/media/disque-externe/mon-backup-$(date +%Y%m%d).tar.gz
tar -zcf $OF /home/utilisateur/

Pour passer la sortir d'une application en entrée à une autre application, on utilisera le “pipe”

cat fichier | programme1 | programme2

Pour rediriger la sortie d'un programme vers un fichier, on utilise le chevron >. Notons que ceci peut fonctionner aussi dans l'autre sens, en lisant un fichier vers l'entrée d'un programme. On peut même utiliser deux chevrons pour lire un fichier, le transformer et écrire le résultat dans un autre fichier.

Quelles sont les différences entre GNU Bash et PowerShell?

Comment travailler avec ...

Les systèmes de fichiers sont composés de fichiers et de répertoires. Il existe plusieurs utilitaires de base pour manipuler ces éléments. Tout d'abord, on doit être capable de naviguer à travers le système de fichiers.

  • ls permet de lister le contenu d'un répertoire
  • cd permet de changer de répertoire
  • mkdir permet de créer un répertoire
  • touch permet de créer un fichier
  • rm permet de supprimer un fichier
  • cp permet de copier un fichier
  • mv permet de déplacer un fichier

On doit ensuite pouvoir lire le contenu d'un fichier. Habituellement, il est mieux de ne pas présumer de la taille d'un fichier.L'avantage de tous les utilitaires de manipulation de fichiers texte est qu'ils lisent les fichiers une ligne à la fois sans les charger en mémoire, on peut dont travailler avec des fichiers de plusieurs gigaoctets sans avoir à se soucier de la performance.

  • less permet d'afficher le contenu d'un fichier un écran à la fois.
  • head permet d'afficher les premieres lignes
  • tail permet d'afficher la fin d'un fichier. On peut aussi suivre l'écriture en direct dans un fichier, ce qui peut être très utile pour suivre un journal en temps réel.

Pour vérifier si un ordinateur distant est en ligne, on peut utiliser la commande ping. Pour identifier qui est le propriétaire d'un domaine, on effectue une requête whois.

#!/bin/bash
whois francoispelletier.org

Le système de permission POSIX est composé de trois valeurs en base octale, qui sont la somme des permissions en lecture, en écriture et en exécution pour le propriétaire, le groupe et les autres utilisateurs.

La permission de lecture ® vaut 4, d'écriture (w) vaut 2 et d'exécution (x) vaut 1.

Pour afficher les permissions d'un répertoire, on utilise l'appel suivant: ls -l. Pour les modifier, on utilisera la commande chmod suivie de la valeur octale des permissions, où 400 est la plus restrictive et 777 la plus permissive.

Les systèmes GNU/Linux incluent souvent de nombreux utilitaires de compression de fichiers et de répertoires, lesquels ont chacun leurs avantages et leurs désavantages. Les deux formats les plus fréquents sont le tar.gz et le tar.bz2. Pour créer ces fichiers, on utilise l'application tar accompagnée de divers paramètres et interrupteurs, suivi du nom du répertoire à compresser.

Par exemple:

#!/bin/bash
tar zcf mon_archive.tar.gz mon_repertoire/

Dans le cas où on désire compresser un seul fichier, il est préférable d'éviter l'archive tar est d'opter plutôt pour la compression directe par un des utilitaires gzip ou bzip2

Il y a quelques raccourcis utiles à connaître pour utiliser la ligne de commane de façon conviviale:

  • Ctrl+c termine la commande courante
  • Ctrl+d quitte la session courante
  • Ctrl+w efface le dernier mot
  • Ctrl+u efface la ligne entière
  • !! répète la commande précédente

Effectuer une tâche spécifique

Cette section présente plusieurs exemples de logiciels puissants et versatiles qui sont essentiellement utilisés à partir d'une interface en ligne de commandes.

  • Imagemagick permet d'effectuer des opérations d'édition, de composition et de conversion d'images. Il peut lire et écrire plus de 200 formats d'images différents.
#!/bin/bash
convert eye.gif news.gif \
-append storm.gif tree.gif \
-background skyblue \
+append result.gif
  • FFmpeg est un convertisseur audio et vidéo très performant, qui peut aussi recevoir de l'audio et du vidéo en flux continu et en effectuer la conversion en temps réel.
#!/bin/bash
ffmpeg -i input.avi -r 24 output.avi

Références:

L'utilitaire GNU Wget permet d'effectuer des requêtes web avec la méthode GET du protocole HTTP.

#!/bin/bash
wget https://linuq.org/_media/tristan_nitot.zip

Il permet aussi de télécharger de manière hiérarchique un site web.

#!/bin/bash
wget -mpck --user-agent="" -e robots=off --wait 1 www.foo.com

L'application youtube-dl permet de télécharger de nombreux contenus multimédia souvent imbriqués dans des pages web

#!/bin/bash
youtube-dl https://www.youtube.com/watch?v=Wafj7Cqw3Pg

Référence:

rsync est un logiciel qui permet de rapidement transférer des fichiers entre deux emplacements de manière incrémentale. Ceci en fait un outil très efficace pour effectuer des sauvegardes.

#!/bin/bash
rsync -avAXHS \
--progress \
--exclude={"/dev/*","/proc/*","/sys/*","/tmp/*",\
"/run/*","/mnt/*","/media/*","/lost+found"} \
/ \
/path/to/backup/folder

Référence:

Pouvoir reproduire une séquence d'actions dans le futur

Précédemment, plusieurs exemples d'applications ont été présentés. Les applications ont principalement comme caractéristique d'être conçues pour effectuer une tâche précise, elles comprennent des entrées et des sorties, sont génériques et autonomes.

Les scripts sont des recettes conçues pour répondre à un besoin spécifique de l'utilisateur. Il combinera habituellement plusieurs applications, soit de manière séquentielle, soit de manière chaînée ou en utilisant des structures de contrôle, que nous verrons un peu plus loin.

Le langage GNU Bash permet de construire des recettes qui interagissent directement avec les différentes composantes du système d'exploitation et de l'environnement utilisateur.

D'un point de vue mathématique, une application est l'opération qui détermine la valeur d'une fonction pour un argument donné. Une composition est l'application successive de fonctions à la valeur d'une fonction précédente. C'est souvent le rôle joué par un script.

Par dessus tout, le script est la mémoire d'un procédé, d'une expertise, et permet de reproduire un résultat dans le futur.

Cron

Vixie's cron est un logiciel développé dans les années 1970 par Paul Vixie. L'idée était d'avoir un logiciel qui se réveille à chaque minute, et regarde dans une liste de fichiers s'il y a des tâches à exécuter à cet instant.

cron est un programme qui permet aux utilisateurs des systèmes Unix d’exécuter automatiquement des scripts, des commandes ou des logiciels à une date et une heure spécifiées à l’avance, ou selon un cycle défini à l’avance.

Exemple de crontab

mm hh jj MMM JJJ tâche  > fichier-1  2> fichier-2  

Références:

Développer des logiciels

Make est un logiciel qui sert à construire des fichiers ou des bibliothèques à partir de divers éléments, dont du code source. La principale différence entre Make et un script est qu'il va seulement exécuter des commandes si elles sont nécessaires. Make introduit donc la notion d'interdépendance entre les différentes commandes d'un programme.

Exemple d'un makefile:

# Mon premier Makefile

all: foobar.o main.c
        gcc -o main foobar.o main.c

foobar.o: foobar.c foobar.h
        gcc -c foobar.c -o foobar.o

La commande make apparaît dans la séquence traditionnelle de compilation et d'installation d'un logiciel depuis son code source.

#!/bin/bash
./configure
make
sudo make install

Référence:

git est un système créé par Linus Torvalds qui permet de gérer les différentes versions de fichiers de manière organisée et collaborative. Le logiciel permet aussi d'utiliser un dépot centralisé où les membres d'une équipe peuvent publier leurs modifications à un projet. Le populaire site GitHub, récemment acquis par Microsoft, a aidé à populariser l'usage de git. Une alternative libre à GitHub est GitLab. Il est offert en tant que gratuiciel sur leur site web, et peut aussi être installé sur son propre serveur

Un flux de travail simple avec git:

#!/bin/bash
git clone https://gitlab.com/linuq/intro-ligne-commande-bash.git
git add nouveau_fichier
git commit -m "j'ai ajouté un nouveau fichier"
git push origin master

Références:

Comprendre le fonctionnement du système d'exploitation

Bash donne accès directement à une abstraction des différents périphériques de l'ordinateur en tant que fichiers. On les retrouve dans le répertoire /dev.

L'ensemble des disques disponibles est listée dans le répertoire /dev/disk

#!/bin/bash
ls -la /dev/disk

L'utilitaire fdisk permet de partitionner un disque dur. Ensuite, l'utilitaire mkfs permet de créer un système de fichiers sur chacune des partitions. La commande free vous permet de voir la quantité de mémoire vive disponible, et la commande df donne accès à l'utilisation de chacune des partitions.

Il est possible d'interagir directement avec l'exécution des processus via Bash.

  • ps permet de listes tous les processus actifs selon un filtre donné en argument.
  • top permet d'avoir une vue d'ensemble sur les processus qui sont exécutés par le système d'exploitation et d'agir sur ceux-ci.
  • kill permet de tuer un processus, aussi simple que ça.

La combinaison suivante des commandes ps et grep permet de lister tous les processus exécutés qui contiennent firefox dans leur nom.

#!/bin/bash
ps -aux | grep firefox

Matériel d'apprentissage sélectionné

En français

En anglais:

Références

Raymond, Eric Steven. 2003. “The Art of Unix Programming.” In. Addison-Wesley.

Wikipédia. 2018. “Cron — Wikipédia, L’encyclopédie Libre.” http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Cron&oldid=152862426.

  • logiciels/bash.txt
  • Dernière modification: 2018/11/17 10:58
  • par francois_pelletier